○ 2019년 10월, 구글은 ‘기존의 슈퍼 컴퓨터로 약 1만년이 걸리는 계산을 200초만에 해결할 수 있는 양자 컴퓨터를 개발했다’고 발표하며 큰 파장을 일으킴
- 양자 컴퓨터가 마침내 슈퍼 컴퓨터의 연산 능력을 넘어서는 ‘양자 우위(Quantum Supremacy)’에 도달한 것은 아닌가 라는 논란과 함께, 양자 컴퓨터의 발전이 복잡한 연산을 쉽게 해결하여 현재의 암호 체계를 쉽게 무력화하는 것은 아닌가라는 우려의 목소리 또한 커짐
○ 양자 컴퓨터는 양자 역학의 특성을 이용해 기존의 컴퓨터와는 다른 방식으로 동작하는 컴퓨터
- 양자(전자, 양성자, 중성자 등 매우 작은 단위 물질을 의미)는 동시에 여러 상태를 가질 수 있는 특성을 가지고 있어 이러한 특성을 컴퓨터에서 잘 활용하면, 기존의 컴퓨터가 비트를 사용하여 0 또는 1만을 표현하는 것과 달리, 큐비트(양자 컴퓨터의 연산 단위)를 사용하여 0과 1의 상태를 동시에 나타낼 수 있음
- 이를 통해 양자 컴퓨터는 수 많은 경우의 수를 동시에 표현하고 빠르게 계산할 수 있어 슈퍼 컴퓨터를 능가하는 초고속 연산이 가능
○ 양자 컴퓨터의 핵심은 연산의 Key가 되는 양자의 성질을 어떻게 안정적으로 구현하고 확장해 나갈 것인가에 달려 있으며, 초전도체, 이온, 반도체, 광 방식 등 다양한 방식으로 연구가 진행
○ 양자 컴퓨터는 복잡한 확률 문제를 계산하거나 최적 경로 찾기 등에서 활용이 기대되나, 특히 소인수 분해 문제를 해결하는 알고리즘인 쇼어 알고리즘의 활용도가 주목 받고 있음
- 인터넷 뱅킹 등을 포함, 현재 가장 널리 쓰이고 있는 암호 알고리즘인 RSA 알고리즘이 소인수 분해가 어렵다는 점에 기반하고 있어 ‘양자 컴퓨터가 이러한 암호를 쉽게 풀어 버리면 보안 암호 체계가 무력화되지 않을까’라는 우려가 존재
- 쇼어 알고리즘을 이용하면 소인수 분해를 합리적인 시간내에 해결 가능. 다만, 이 알고리즘을 구현하기 위해서는 수백만 개의 물리적인 큐비트를 가진 양자 컴퓨터가 필요한데 이러한 양자 컴퓨터를 만들기에는 여러 한계들이 있어 아직은 안전하다는 것이 전문가들의 중론
○ 양자 컴퓨터의 개발을 위해 미세한 입자인 양자의 성질을 이용해야 하는데, ▲양자는 너무 작은 입자로 외부 환경에 민감하게 영향을 받으며, ▲적절하게 제어하기 위해 나노·소재·센서·통신 기술 등 발전이 필요하며, ▲큐비트 증가시 발생하는 오류를 줄여야 하는 등 어려움이 존재
○ 반도체 공정의 발달로 무어의 법칙이 한계에 가까워지며 트랜지스터의 크기를 더 작게 만들기 힘든 근본적인 문제가 도래. 양자 컴퓨터가 얼마나 단시간에 현실에서 실현될지 알 수 없으나, 미래의 ‘게임 체인저’가 될 수 있는 혁신적인 기술인 바 지속적인 관심과 모니터링 필요
